Буровая установка своими руками: изготовление самодельного бура для бурения скважин

Надежность конструкции – залог удобства пользования

Чтобы установка для бурения скважин на воду была основательной и устойчивой, придется купить некоторые элементы, изготовленные заводским способом. Это:

• Вертлюг – он служит передающим элементом от мотора к буру и для подачи бурильного раствора. Конструкция не отличается сложностью, однако качественнее и прочнее, изготовленная в промышленных условиях.
• Буровая штанга (заводские крепче держатся) выбирается от типа бурения скважин под воду. Система бывает круглого и 6-тигранного сечения. Нельзя забывать о том, что штанга опускается в шурф и требует наращивания в процессе углубления. Закрепляются элементы наращивания специальными замками в форме конуса или муфтой с закрепителем.
• редуктор;
• мотопомпа с рукавом;
• шланги для подачи раствора (промывка шурфа – обязательный элемент всего процесса).

А вот рама для всей системы может быть изготовлена самостоятельно, как и чертежи. Для МГБУ канатно-ударного типа чертеж не потребуется, но для шнековой бурильной установки лучше заранее просчитать и отметить вес, размер длины отрезков и прочие элементы.  Как сделать буровую установку на воду уже известно, а вот какую именно: канатно-ударную, шнековую или другую – выбирать только хозяину. Все зависит от тяжести грунта, глубины залегания водоносного слоя, риска встречи с плывунами и других особенностей.

https://youtube.com/watch?v=RXPI2sLckSQ

Виды установок

Технические данные нормального ряда буровых установок.

Конструкция будущей установки для бурения скважины зависит от того метода, который будет выбран для бурения.

Если используется ударно-канатное бурение, то грунт разрушают при помощи специального грузила, которое под действием силы тяжести и ускорения падает вниз. После каждого удара рыхлый грунт убирают и цикл повторяется. Такой метод выполняется до тех пор, пока глубина скважины не будет достаточной.

Процесс удаления рыхлого грунта при помощи вращательного бура — одновременно сложный и простой процесс. Такая конструкция занимает много пространства, и, соответственно, затраты на нее тоже намного больше. Построить самостоятельно такой бурильный агрегат полностью не получится из-за того, что некоторые его части в любом случае придется покупать. Однако, если все же взяться за сооружение такого механизма, то получится профессиональная установка для бурения скважин. При помощи ее можно будет заниматься собственным бизнесом, который будет приносить немалую прибыль.

Буровой снаряд Шитца.

Всего же выделяется 4 основных типа малогабаритных бурильных установок — МГБУ:

1. Роторные установки с ручным приводом. Они являются наиболее простым вариантом, когда вместо электрического или дизельного двигателя используется обычный ручной труд. Такой вариант хорошо подойдет для деревень, когда сразу несколько человек могут помочь в работе по бурению скважины. Именно поэтому такая установка используется крайне редко.
2. Шнековые буровые установки. В данной установке лишний грунт вынимается при помощи специального прибора — шнека. Удобен такой агрегат тем, что скважину промывать при помощи воды не требуется.
3. Установка для ударно канатного бурения (УКБ). Представляет собой треугольное основание в виде рамы. Трос вместе с закрепленной на нем желонкой или долотом являются его рабочим инструментом.
4. Роторные установки для бурения. Принцип работы такого устройства напоминает принцип гидробурения.

Стоит ли самому делать конструкцию или обратиться в фирму

Безусловно, применение самодельных изобретений имеет положительные стороны. Например, можно значительно сэкономить средства при изготовлении собственного источника. Также существует множество простых чертежей и схем, как сделать бурильный инструмент. Однако у всего этого есть очевидный минус – невозможно вырыть источник на большую глубину.

Читать также: Твердость меди и алюминия

Поэтому если вода на участке залегает глубоко, то лучше обратиться в специализированную фирму. Возможно, она будет использовать гидравлические установки. В этом случае следует будет продумать все до мелочей:

• Найти точное место с водой.
• Сразу определить место для отработки.
• Обговорить стоимость работ.
• Установить сроки работы и прочее.

В любом из вариантов наш материал должен вам помочь в этом нелегком деле.

Разновидности аппаратов

Малогабаритная буровая установка (МГБУ) может иметь разную конструкцию, что напрямую влияет на принцип ее работы. Принято выделять несколько видов аппаратов.

Буровая установка (МГБУ)

Шнекового типа

Шнековая буровая установка имеет рабочий инструмент в виде стержня с лопастями (шнек). Для проделывания отверстий небольшой глубины под свайный фундамент оборудование проводится в действие вручную. Если скважина имеет значительную глубину при бурении необходимо использовать мощный двигатель со значительным крутящим моментом.

При помощи шнекового оборудования частицы породы извлекаются из глубины без промывки. Это снижает эффективность работы установки, поэтому она подходит для бурения в грунтах невысокой плотности.

Ударно-канатная установка

Состоит из прочной рамы (чаще всего в виде треноги), а в качестве основного рабочего инструмента используется долото или желонка. Ударный механизм опускается вниз при помощи троса вручную или с применением мотора-редуктора.

Ударно-канатная установка

Роторная установка

Подразумевает вращательное бурение с подачей воды, которая вымывает частицы породы наружу. Оборудование данного типа может приводиться в действие вручную, например, для устройства винтовой сваи. Для устройства скважин со значительной глубиной применяется электрический привод.

Установка для роторного бурения

Разновидности буров

При сборке буровых установок применяют следующие виды буров:

• ложковый;
• змеевиковый;
• долотовый.

Виды буров

Ложковый бур

Предназначен для бурения скважин в мягких и пластичных грунтах. Изготавливают из стальной трубы. По всей длине элемента выполнена прорезь. Величина зазора — 10—15 мм. Труба с прорезью внешне напоминает ложку.

Левая кромка прорези служит для разрыхления грунта. Правая кромка служит поперечным выступом. Он ограничивает количество наполняемой земли в снаряде.

При вращении ложкового бура резец срезает часть грунта. Срезанный пласт наполняет полость бура землей.

Ложковый бур — виды

Змеевиковый бур

Применяют при бурении твердых пород. Представляет собой металлический патрубок с лопастями. Каждая лопасть имеет вид ласточкина хвоста. Принцип работы аналогичен действию штопора.

Долотовый бур

Имеет вид стальной трубы сплошного сечения. Наконечник снабжен режущей головкой с наклонными гранями. Для бурения твердых пластов угол заточки бура составляет 110–125°. Для бурения в мягких грунтах — 30–70°.

Долотовый бур

Общие сведения о буровых установках

Состав конструкции

1. Ударная установка. Представляет собой каркас треугольной конструкции с прочным основанием, к которому крепится гибкий трос с байлером и стамеской. Подобные установки легко поставить и они будут надежно выполнять свою работу.
2. Винтовая установка. В оборудование включен буровой шнек для земляных работ в необходимом объеме без дополнительной промывки водой.
3. Роторные установки. Производственное оборудование, обеспечивающее гидравлическое бурение. Ручная роторная установка является самым доступным вариантом, в котором не используется электродвигатель, а все буровые работы выполняются вручную. Она компактна и подвижна, поэтому она легка в транспортировке и может быть использована в местах с трудными подъездными путями.

Преимущества самодельных буровых установок

Преимуществ у такого оборудования много:

• компактный размер и легкий вес;
• простота конструкции;
• высокая эффективность и универсальность;
• доступный транспорт, быстрый сбор и разбор;
• отсутствие негативного влияния на ландшафт местности, где разрабатывается скважина;
• подключение к стандартной сети или  любому независимому источнику питания;
• относительно небольшая цена устройств, сделанных своими руками;
• высокая ремонтопригодность.

У вас возник вопрос для чего вам установка?

1. с помощью малогабаритной буровой установки на воду вы обеспечите себя и всех своих родных очень удобным бесплатным источником воды в загородных домах и на дачах
2. у вас появится новый постоянный или дополнительный источник дохода
3. всего за один рабочий сезон вы не только вернете себе вложенные в нее средства, но и приумножите их в несколько раз.

Вы сомневаетесь? Заказов на работу оборудования из-за его компактности гораздо больше, чем на бурение скважин автомобильными установками и недостатка в них у вас не будет. Буровые работы тесно связаны с неизменно высоким спросом в летний период и неизбежным его падением в зимний сезон. Если даже за окном зима, вы сможете собрать установку, а работы начать уже весной и все средства, вложенные в компактные переносные мини буровые установки, окупятся после первых же нескольких пробуренных скважин.

Следующий вопрос, который возникает:

Разновидности буров

При сборке буровых установок применяют следующие виды буров:

• ложковый;
• змеевиковый;
• долотовый.

Виды буров

Ложковый бур

Предназначен для бурения скважин в мягких и пластичных грунтах. Изготавливают из стальной трубы. По всей длине элемента выполнена прорезь. Величина зазора — 10—15 мм. Труба с прорезью внешне напоминает ложку.

Левая кромка прорези служит для разрыхления грунта. Правая кромка служит поперечным выступом. Он ограничивает количество наполняемой земли в снаряде.

При вращении ложкового бура резец срезает часть грунта. Срезанный пласт наполняет полость бура землей.

Ложковый бур — виды

Змеевиковый бур

Применяют при бурении твердых пород. Представляет собой металлический патрубок с лопастями. Каждая лопасть имеет вид ласточкина хвоста. Принцип работы аналогичен действию штопора.

Долотовый бур

Имеет вид стальной трубы сплошного сечения. Наконечник снабжен режущей головкой с наклонными гранями. Для бурения твердых пластов угол заточки бура составляет 110–125°. Для бурения в мягких грунтах — 30–70°.

Долотовый бур

Процесс изготовления бурового оборудования

Создание механизма включает в себя:

• Изготовление бура.
• Сварка рамной конструкции.
• Монтаж электрооборудования.

Изготовление бура

Порядок работ:

Размеры и устройство самодельного бура

• На концах ручек с помощью плашек нарезают резьбу длиной 2,0—2,5 см.
• Ручки вставляют в боковые входы крестовины.
• В нижний конец вкручивают сгон.
• К сгону присоединяют трубу диаметром 15 мм.
• К концу патрубка приваривают наконечник из двух треугольных стальных пластин.
• К крестовине присоединяют шланг для подачи воды.

Для соединения шланга с крестовиной используют переходник. Между переходником и крестовиной вставляют резиновую прокладку.

Сборка рамы

Для сварки рамы используют металлические профили квадратного или круглого сечения. Все элементы конструкции сваривают между собой в единую пирамидальную конструкцию.

На вершину рамы навешивают блок. Через блок натягивают стальной или пеньковый канат. К канату присоединяют буровой снаряд. К основанию рамы приваривают платформу для крепления электродвигателя.

Рама для ручного мотобура

Электрооборудование

Через отверстия в платформе прикручивают опоры электродвигателя. Мощность силового агрегата составляет 1,0—3,0 кВт. Для регулировки скорости вращения лебедки используется редуктор. Устройство через фланец присоединяют к валу электродвигателя.

Источником питания служит розетка сети переменного тока 220 В, либо автономный электрогенератор.

Буровая установка ударно-канатного бурения

Ударно-канатная МГБУ

Распространенный вариант МГБУ для бурения скважин на воду своими руками это ударно канатная установка. Сделать ее сложнее, чем ручной шнековый бур, но зато ей можно пробурить глубокие скважины.

Кроме того, этими устройствами можно чистить обсадные трубы. Чего нельзя сказать про другие виды мини установок.

Ударная буровая установка для бурения скважин на питьевую воду, состоит из:

• подвешиваемого снаряда – желонки, в которую набирается грунт;
• каната;
• треноги, на которую подвешивается желонка;
• лебедки.

В простейшем варианте, подъем желонки осуществляется вручную при помощи лебедки. Однако это довольно тяжело, т.к. к весу патрона прибавляется вес извлекаемого грунта. Поэтому для облегчения процесса к ней подсоединяется электрический мотор и редуктор.

Работа установки

Принцип работы

Бурение скважин на воду своими руками при помощи таких МГБУ довольно прост:

• в земле делается заглубление шнековым буром;
• над отверстием устанавливается конструкция МГБУ;
• к канату прикрепляется желонка;
• снаряд вводится в отверстие и отпускается в свободное падение;
• достигнув дна, в патрон врезается в землю и в него набирается немного грунта;
• желонка поднимается на несколько метров и снова отпускается вниз;
• эта операция повторяется 3-4 раза, а затем она достается наверх, очищается от земли и снова сбрасывается в скважину.

Таким образом, процесс бурения очень простой, но занимает много времени. А если использовать ручную лебедку – физические трудозатраты также будут немаленькие.

Самостоятельное изготовление

Чтобы сделать самодельный бур для скважины потребуется такой инструмент и материалы:

• болгарка, сварка;
• дрель;
• металлическая труба диаметром 80-100мм и длиной 1,5-2 м;
• материал для каркаса треноги;
• лебедка.

 Как самому сделать бур для бурения скважин:

• Вначале изготавливается желонка, поскольку бурение скважин для воды своими руками происходит ударным методом, патрон должен быть тяжелым. Оптимальной, считается масса около 80-100 кг;
• в верхней части делается крепление для троса. Можно приварить металлическое кольцо, либо сбить края и просверлить отверстие – такой вариант более надежный;
• по бокам патрона делаются зацепы – чтобы была возможность достать желонку в случае обрыва троса;
• в низу трубы вырезаются зубья высотой 3-5 см и затачиваются;
• вдоль желонки прорезается окошко для очистки внутренностей от грунта.

Важный момент – желонка оснащается клапаном, который препятствует высыпанию грунта из трубы. Для этого требуется:

• металлический шар диаметром около 2/3 от внутреннего диаметра желонки;
• конусная воронка с внутренним диаметром чуть меньше, чем приготовленный шар.

Желонка

Делается клапан таким образом:

• воронка подгоняется так чтобы она плотно входила внутрь желонки, шар также должен плотно садиться в посадочное отверстие;
• она приваривается на высоте около 5-10 см от низа трубы.

Еще один вариант – использовать лепестковый клапан. В этом случае, вместо шара делается металлический круг, который крепится к внутренней части трубы при помощи пружины.

Изготовление треноги

Вообще, можно изготовить бур для неглубоких скважин и без треноги. В этом случае сам снаряд делается длинной до метра, чтобы было легче доставать его. Однако, такой подход довольно трудоемок, поэтому лучше сделать самодельный бур для скважины своими руками с лебедкой.

Для этого потребуется:

• металлическая профильная труба с сечением 40*40 мм;
• блочек;
• ворот для троса.

Из инструментов понадобится сварочный аппарат и болгарка.

Последовательность действий:

• вначале делается основание. Лучше всего делать его треугольной форы – так конструкция получится пирамидальной формы;
• основание должно быть устойчивым, поэтому длина стороны делается около 3-х метров;
• когда заготовки будут готовы, на них нужно подрезать края под углом. Для этого, они выкладываются треугольником на ровной поверхности, и размечаются;
• теперь делаются заготовки для ребер. Длины труб около 4-х метров будет достаточно;
• чтобы тренога получилась ровной, верхняя точка, в которой сходятся ребра, должна быть перпендикулярна центру основания;
• для этого, на плоскости отмечается центр основания и в нем устанавливается вертикальная подставка – она послужит ориентиром для сваривания ребер;
• когда каркас будет готов, вверху нужно установить блочек, а на одной из стенок вороток с тросом.

При желании, можно сделать бур для скважины своими руками разборным – для этого, вместо сварки используются болтовые соединения. Так будет гораздо удобнее, все таки, конструкция получается довольно массивной.

Инструкция по изготовлению

/www.youtube.com/watch?v=IxJkSzkRxFk

1. Для начала потребуется соорудить вышку. Для этого необходимо сварить ее из труб или бревен. Высота будущей вышки должна зависеть от забойного стакана. В среднем высота вышки должна быть на полтора метра выше, чем длина стакана.
2. Подъемное устройство представляет собой блок с проходящими через него тросом, к концу которого прикреплен забойный стакан, сделать который самостоятельно не составит особого труда. В торцевой части бревна забивается металлическая ось (в качестве сердцевины можно использовать стальной пруток). Далее концы оси нужно вывести за пределы бревна. К одному концу привариваются уши, а ко второму ручку. Ворот фиксируется между стойками треноги, а трос, прикрепленный к забойному стакану, перекидывается через блок.
3. Для обустройства скважины необходимо следующее. Кессон — специальный оголовок для скважины, который защищает источник воды от загрязнения. Верхняя его часть закрывается люком, а нижнее отверстие должно быть равно диаметру пробуренной скважины.

/www.youtube.com/watch?v=3i3MdVfO8e8

Для поставки воды используется насосное оборудование. Фиксировать насос нужно ниже уровня грунтовых вод.

Виды бурения

Метод ударного бурения

Ударное бурение — это трудозатратный способ разработки скважины, к которому существуют особые требования:

• высокопрочный гибкий кабель для извлечения большого количества почвы;
• безопасность установки и деятельности;
• высокая производительность.

К основным преимуществам такого бурения относятся:

• длительная эксплуатация колодца;
• возможность расположения гидротехнических сооружений большого диаметра;
• предотвращение засорения воды сторонними добавками при разработке скважины;
• способность контролировать уровень водоносного горизонта;
• высокая эффективность работы в зимний период.

Недостатки также существуют:

• снижена скорость преодоления горных пород, если глубина строения значительна;
• необходимое расположение кожуха;
• возможность обрушения отдельных слоев грунта во время прохождения песка.

Бурение шнековым методом

Эффективный и безопасный способ разработки мелководной скважины на подвижных и легких почвах с высоким процентом песка в составе. Создание рабочего канала для гидротехнического сооружения осуществляется винтовой штангой, оснащенной концевой фрезой и лопастными элементами, которые предназначены для подъема грунта на поверхность.

Сверлильный станок для сверления винтовым методом может быть компактным или большим, требующим предварительной установки на специальное оборудование.

Преимущества данного метода:

• высокоскоростные работы по бурению;
• легкий агрегат и нессложная установка оборудования на месте;
• отсутствие привлечения профессионалов и дорогостоящего оборудования для подъема грунта на поверхность;
• возможность работы на небольших площадях.

Для разработки скважины используется гидравлический роторный агрегат — буровая установка, оснащенная вращающимся долотом и поворотным механизмом. Ротационное бурение обеспечивает эффективное освоение канала скважины, быстрое достижение глубоких водоносных горизонтов скважины.

На участках с рыхлыми и подвижными грунтами, в которых присутствует еще песок и глина, скважина оборудована ложечным сверлом – цилиндрической установкой со спиральными отверстиями. Для плотных суглинистых грунтов применяют спиральные сверла, работающие по принципу штопора. Для скалистых и плотных грунтов — долото заостренной конструкции.

Бурение с промывкой скважины

Наиболее эффективный и действенный способ создания скважины глубиной не менее 35 метров — это использование мини-установки для бурения скважин на воду, которая способна обеспечить скорость проходки до 12 м/ч, что значительно выше других методов.

Вопрос бурения включает в себя обязательную промывку скважины двумя способами (прямой и обратный).

• Прямой метод предполагает подачу раствора для выщелачивания и выброса грунта на поверхность.
• Обратная промывка предполагает подачу раствора в скважину и последующую откачку грунтовой массы с помощью насоса.
• В качестве канала передачи моющего раствора берутся трубы или шланги для бурения.

Буровой раствор выполняет следующие функции:

• Охлаждение, смазка рабочих элементов буровой установки;
• выщелачивание грунта из скважины;
• укрепление корпуса.

Для подачи моющего раствора в канал используются мотопомпы и другое буровое насосное оборудование.

Виды самодельных канатно-ударных бурильных установок

При изготовлении буровой установки под канатно-ударное бурение есть два важных элемента: станина и стакан (патрон, желонка). Для самого простого варианта можно сделать станину из трех-четырех труб, которые соединяются над местом, где будет проходить бурение. Там крепят блок, через него перекидывают гибкий стальной трос. На конце троса привязан бурильный снаряд. Вот и вся конструкция. Приводится в действие эта «установка» мышечной силой — за трос тянут, потом резко опускают. Снаряд понемногу углубляется.

Наиболее простые конструкции

Для снижения физических нагрузок устанавливают лебедку, для еще большей автоматизации — мотор с редуктором, вращающим вал лебедки

При этом важно придумать систему, которая позволит освобождать вал лебедки и сбрасывать желонку

Рама-тренога не всегда удобна — она требует большой площади. Причем для устойчивости «ноги» должны находится на равном расстоянии от центра. Не помешают также перемычки между всеми опорами. Вот в этом случае буровая установка будет стоять надежно. Есть еще один вариант рамы — в виде буквы «Н» с телескопическими штангами (на фото ниже).

Сделанная своими руками мини буровая установка

Вертикальная стойка тоже телескопическая. Она позволяет менять высоту, с которой сбрасывается снаряд. В остальном комплектация такая же.

Станина для малой буровой установки вид сбоку

Как работает буровая установка ударно-канатного бурения, сделанная своими руками из подручных материалов, смотрите в видео. Такую конструкцию точно повторить несложно.

https://youtube.com/watch?v=0N_KOvdK2xU

Подробнее о том, как пробить и обустроить скважину для воды описано тут.

Зависимость конструкции от назначения

Для бытовых потребностей можно своими руками сделать ручной бур разного назначения, хотя в любом случае, такой инструмент предназначается для бурения ям. Но при этом их различают по внешнему виду и эксплуатационным характеристикам, это:

• обыкновенный садовый бур;
• шнековый садовый бур;
• бур для свай ТИСЭ (Технология Индивидуального Строительства и Экология).

Для работ по сборке такого инструмента обязательно понадобится сварочный аппарат, работающий от переменного или постоянного тока.

Обыкновенный садовый бур

Земляной садовый бур

Для изготовления обычного садового бура, который чаще всего используют для не очень глубоких ям, лунок нужен мощный стержень, из цельного (лом) или полого трубного профиля. Кроме этого понадобятся полукруглые режущие диски, приваренные под определённым углом атаки (лучше всего, если это будет легированная сталь). С помощью этого инструмента делают отверстия для посадки растений (обычно, это саженцы кустарников или деревьев), а также  отверстия для монтажа столбиков под забор или других лёгких архитектурных сооружений.

Шнековый самодельный ручной бур

Шнековый самодельный ручной бур

Слово «шнек» с немецкого языка («Schnecke») переводится, как «улитка» и это отлично характеризует конфигурацию режущего приспособления. Лопасти расположены, как правая резьба с крупным шагом, что позволяет гораздо реже вытаскивать бур из земли, так как грунт поднимается на полную высоту лопастей, не препятствуя при этом бурению. Функционал такого инструмента практически ничем не отличается от описанного выше приспособления, но производительность труда в данном случае возрастает чуть ли не в два раза. Если, к примеру, строить забор по периметру участка, то придётся устанавливать много опор, так что скорость принесёт только пользу. Конечно. Для шнека лучше применять автоматизированный привод.

Самодельный бур для свай ТИСЭ

Таким инструментом делают скважины с расширением в нижней части

Бур для свай ТИСЭ полностью соответствует технологии индивидуального строительства и экологии производства работ, и в бытовых условиях, как правило, применяется для заливки столбов с расширенной подошвой под свайно-ленточные фундаменты. Его уникальность заключается в том, что около режущих лопастей есть откидная лопатка (нож), при помощи которой формируется расширение. Если говорить о производительности труда при заливке таких фундаментов, то такие инструменты попросту незаменимы.